Drukarka (informatyka)

Wybór technologii druku ma ogromny wpływ na koszt drukarki i koszt eksploatacji, szybkość, jakość i trwałość dokumentów oraz hałas. Niektóre technologie druku nie współpracują z pewnymi rodzajami nośników fizycznych, takich jak kalka lub folie.

Drugim aspektem technologii druku, o którym często się zapomina, jest odporność na zmiany: płynny atrament, np. z głowicy atramentowej lub taśmy barwiącej, zostaje wchłonięty przez włókna papieru, dlatego dokumenty wydrukowane przy użyciu płynnego atramentu są trudniejsze do zmiany niż dokumenty wydrukowane przy użyciu tonera lub atramentów stałych, które nie przenikają pod powierzchnię papieru.

Czeki mogą być drukowane ciekłą farbą lub na specjalnym papierze czekowym z zakotwiczeniem tonera, tak aby zmiany mogły być wykryte. Dolna część czeku nadająca się do odczytu maszynowego musi być wydrukowana przy użyciu tonera lub farby MICR. Banki i inne izby rozliczeniowe stosują sprzęt automatyzujący, który opiera się na strumieniu magnetycznym z tych specjalnie wydrukowanych znaków, aby działać prawidłowo.

Nowoczesna technologia drukuEdit

Następujące technologie druku są rutynowo spotykane w nowoczesnych drukarkach:

Drukarki oparte na tonerzeEdit

Drukarka laserowa szybko produkuje wysokiej jakości tekst i grafikę. Podobnie jak w przypadku fotokopiarek cyfrowych i drukarek wielofunkcyjnych (MFP), drukarki laserowe wykorzystują kserograficzny proces drukowania, ale różnią się od fotokopiarek analogowych tym, że obraz jest wytwarzany przez bezpośrednie skanowanie wiązki laserowej przez fotoreceptor drukarki.

Inną drukarką opartą na tonerze jest drukarka diodowa, która wykorzystuje układ diod LED zamiast lasera w celu spowodowania przylegania tonera do bębna drukującego.

Drukarki z płynnym atramentemEdit

Wkład z płynnym atramentem z drukarki atramentowej Hewlett-Packard HP 845C

HP Deskjet, Drukarka atramentowa

Drukarki atramentowe działają poprzez wyrzucanie kropel ciekłego atramentu o zmiennej wielkości na stronę o prawie dowolnej wielkości. Są one najczęstszym typem drukarek komputerowych używanych przez konsumentów.

Drukarki na stały atramentEdit

Drukarki ze stałym atramentem, znane również jako drukarki z atramentem zmiennofazowym lub drukarki z atramentem topliwym, są rodzajem drukarki termotransferowej, drukarki arkuszy graficznych lub drukarki 3D . Używają one stałych sztyftów, kredek, perełek lub granulowanych materiałów atramentowych. Popularne tusze to tusze w kolorach CMYK, o konsystencji podobnej do wosku świecowego, które są topione i podawane do głowicy drukującej obsługiwanej przez piezoelektryczny kryształ. Termotransferowa głowica drukująca nakłada płynny atrament na obracający się, pokryty olejem bęben. Papier następnie przechodzi nad bębnem drukującym, w którym to momencie obraz jest natychmiast przenoszony, lub utrwalany, na stronę. Drukarki na stały atrament są najczęściej używane jako kolorowe drukarki biurowe i są doskonałe do drukowania na foliach i innych nieporowatych nośnikach. Drukarki na stały atrament mogą dawać doskonałe rezultaty w przypadku tekstu i obrazów. Niektóre drukarki na stały atrament rozwinęły się do drukowania modeli 3D. Koszty nabycia i eksploatacji są podobne do drukarek laserowych. Wadami tej technologii są wysokie zużycie energii i długi czas nagrzewania od stanu zimnego. Niektórzy użytkownicy skarżą się również, że wydruki są trudne do pisania, ponieważ wosk ma tendencję do odpychania tuszu z długopisów i są trudne do podawania przez automatyczne podajniki dokumentów, ale te cechy zostały znacznie zmniejszone w późniejszych modelach. Ten typ drukarki termotransferowej jest dostępny tylko u jednego producenta, firmy Xerox, produkowanej jako część linii drukarek biurowych Xerox Phaser. Wcześniej drukarki na stały atrament były produkowane przez firmę Tektronix, ale Tektronix sprzedał biznes drukarski firmie Xerox w 2001 roku.

Drukarki dye-sublimacyjneEdit

Zdemontowany wkład do sublimacji barwnika

Drukarka dye-sublimacyjna (lub drukarka dye-sub) to drukarka, która stosuje proces drukowania wykorzystujący ciepło do przenoszenia barwnika na nośnik, taki jak karta plastikowa, papier lub płótno. Proces ten polega zazwyczaj na nakładaniu jednego koloru na raz przy użyciu taśmy barwiącej, która posiada kolorowe panele. Drukarki atramentowe są przeznaczone przede wszystkim do wysokiej jakości zastosowań kolorystycznych, w tym fotografii kolorowej; są gorzej przystosowane do druku tekstu. Choć kiedyś były domeną wysokiej klasy drukarni, drukarki sublimacyjne są obecnie coraz częściej wykorzystywane jako dedykowane drukarki fotograficzne dla konsumentów.

Drukarki termiczneEdit

Drukarka paragonowa drukująca oś czasu Twittera

Drukarki termiczne działają poprzez selektywne ogrzewanie obszarów specjalnego papieru wrażliwego na ciepło. Monochromatyczne drukarki termiczne są używane w kasach fiskalnych, bankomatach, dystrybutorach benzyny i niektórych starszych, niedrogich faksach. Kolory można uzyskać za pomocą specjalnych papierów i różnych temperatur oraz szybkości nagrzewania dla różnych kolorów; te kolorowe arkusze nie są wymagane w wydrukach czarno-białych. Jednym z przykładów jest Zink (portmanteau od „zero atramentu”).

Przestarzałe i specjalne technologie drukowaniaEdit

Epson MX-80, popularny model drukarki igłowej w użyciu przez wiele lat

Następujące technologie są albo przestarzałe, albo ograniczone do specjalnych zastosowań, chociaż większość z nich była w pewnym momencie w powszechnym użyciu.

Drukarki udaroweEdit

Drukarki udarowe polegają na wymuszonym uderzeniu w celu przeniesienia atramentu na nośnik. Drukarka udarowa wykorzystuje głowicę drukującą, która albo uderza w powierzchnię taśmy z tuszem, dociskając taśmę z tuszem do papieru (podobnie jak w przypadku maszyny do pisania), albo, rzadziej, uderza w tylną stronę papieru, dociskając papier do taśmy z tuszem (na przykład IBM 1403). Wszystkie z wyjątkiem drukarki igłowej opierają się na wykorzystaniu w pełni uformowanych znaków, form literowych, które reprezentują każdy ze znaków, które drukarka była w stanie wydrukować. Ponadto większość tych drukarek była ograniczona do druku monochromatycznego, a czasami dwukolorowego, w jednym kroju pisma za jednym razem, chociaż pogrubienie i podkreślenie tekstu mogło być wykonane przez „overstriking”, czyli drukowanie dwóch lub więcej odcisków w tej samej pozycji znaku lub nieznacznie przesuniętych. Odmiany drukarek uderzeniowych obejmują drukarki wywodzące się z maszyn do pisania, drukarki wywodzące się z dalekopisów, drukarki z kołem zębatym, drukarki igłowe i drukarki wierszowe. Drukarki igłowe pozostają w powszechnym użyciu w przedsiębiorstwach, w których drukowane są wieloczęściowe formularze. Przegląd druku uderzeniowego zawiera szczegółowy opis wielu stosowanych technologii.

Drukarki pochodne od maszyn do pisaniaEdit

element drukujący kulkę typu typeball z drukarki typu IBM Selectric

Kilka różnych drukarek komputerowych było po prostu sterowanymi komputerowo wersjami istniejących elektrycznych maszyn do pisania. Friden Flexowriter i drukarki oparte na IBM Selectric były najbardziej powszechnymi przykładami. Maszyna Flexowriter drukowała za pomocą konwencjonalnego mechanizmu typu typebar, podczas gdy Selectric wykorzystywał dobrze znany mechanizm drukujący IBM „golf ball”. W obu przypadkach forma litery uderzała w taśmę, która była dociskana do papieru, drukując jeden znak na raz. Maksymalna prędkość drukarki Selectric (szybszej z tych dwóch) wynosiła 15,5 znaków na sekundę.

Drukarki pochodne od dalekopisówEdit

Powszechna teleprinterka mogła być łatwo sprzężona z komputerem i stała się bardzo popularna z wyjątkiem tych komputerów, które były produkowane przez IBM. Niektóre modele używały „skrzynki na listy”, która była pozycjonowana, w osiach X i Y, przez mechanizm, a wybrany kształt litery był uderzany przez młotek. Inne używały cylindra do pisania w podobny sposób, jak maszyny do pisania Selectric używały kulki do pisania. W obu przypadkach forma literowa uderzała w taśmę barwiącą, która ją drukowała. Większość teleprinterów działała z prędkością dziesięciu znaków na sekundę, chociaż kilka osiągnęło 15 CPS.

Drukarki z kołem stokrotnymEdit

„daisy wheel” print element

Drukarki z kołem stokrotnym działają w bardzo podobny sposób jak maszyna do pisania. Młotek uderza w koło z płatkami, „koło stokrotki”, każdy płatek zawiera formę literową na jego końcu. Forma literowa uderza w taśmę z tuszem, osadzając tusz na stronie i drukując w ten sposób znak. Poprzez obracanie koła stokrotki wybierane są różne znaki do druku. Drukarki te były również nazywane drukarkami o jakości liter, ponieważ mogły produkować tekst, który był tak czysty i wyraźny jak na maszynie do pisania. Najszybsze drukarki letter-quality drukowały z prędkością 30 znaków na sekundę.

Drukarki igłoweEdit

Przykładowe dane wyjściowe z 9-igłowej drukarki igłowej (jeden znak rozwinięty w celu pokazania szczegółów)

Termin drukarka igłowa jest używany w odniesieniu do drukarek uderzeniowych, które wykorzystują matrycę małych pinów do przenoszenia atramentu na stronę. Przewaga drukarek igłowych nad innymi drukarkami udarowymi polega na tym, że oprócz tekstu mogą one wytwarzać obrazy graficzne; jednak tekst jest zazwyczaj gorszej jakości niż w przypadku drukarek udarowych, które wykorzystują kształty liter (czcionki).

Drukarki igłowe można zasadniczo podzielić na dwie główne klasy:

• Drukarki z drutem balistycznym
• Drukarki ze stałą energią

Drukarki igłowe mogą być albo oparte na znakach, albo oparte na liniach (to jest pojedyncza pozioma seria pikseli na całej stronie), w odniesieniu do konfiguracji głowicy drukującej.

W latach siedemdziesiątych i osiemdziesiątych XX wieku drukarki igłowe były jednym z bardziej powszechnych typów drukarek używanych do użytku ogólnego, takich jak do użytku domowego i w małych biurach. Takie drukarki zazwyczaj miały albo 9 albo 24 piny na głowicy drukującej (istniały również wczesne drukarki 7 pinowe, które nie drukowały minusów). Był okres we wczesnej erze komputerów domowych, kiedy produkowano szereg drukarek pod wieloma markami, takimi jak Commodore VIC-1525, używając systemu Seikosha Uni-Hammer. Wykorzystywał on pojedynczy solenoid z ukośnym bijakiem, który był uruchamiany 7 razy dla każdej kolumny 7 pionowych pikseli, podczas gdy głowica poruszała się ze stałą prędkością. Kąt bijnika ustawiał kropki w pionie, nawet jeśli głowica poruszała się w tym czasie o jeden odstęp między kropkami. Pionowe położenie kropek było kontrolowane przez zsynchronizowaną wzdłużnie żebrowaną płytę za papierem, która obracała się szybko z żebrem przesuwającym się w pionie o siedem odstępów między kropkami w czasie potrzebnym do wydrukowania jednej kolumny pikseli. 24-igłowe głowice drukujące były w stanie drukować z wyższą jakością i zaczęły oferować dodatkowe style czcionek, a niektórzy sprzedawcy reklamowali je jako Near Letter Quality. Gdy cena drukarek atramentowych spadła do punktu, w którym były one konkurencyjne w stosunku do drukarek igłowych, drukarki igłowe zaczęły wypadać z łask do użytku ogólnego.

Niektóre drukarki igłowe, takie jak NEC P6300, mogą być uaktualnione do drukowania w kolorze. Osiąga się to dzięki zastosowaniu czterokolorowej taśmy zamontowanej na mechanizmie (dostarczanym w zestawie modernizacyjnym, który zastępuje standardowy mechanizm czarnej taśmy po instalacji), który podnosi i obniża taśmy w razie potrzeby. Grafika kolorowa jest zazwyczaj drukowana w czterech przebiegach przy standardowej rozdzielczości, co znacznie spowalnia drukowanie. W rezultacie wydruk kolorowej grafiki może trwać do czterech razy dłużej niż standardowej grafiki monochromatycznej lub do 8-16 razy dłużej w trybie wysokiej rozdzielczości.

Drukarki z matrycą punktową są nadal powszechnie używane w tanich, niskiej jakości zastosowaniach, takich jak kasy fiskalne, lub w wymagających, bardzo wysokonakładowych zastosowaniach, takich jak drukowanie faktur. Druk uderzeniowy, w przeciwieństwie do druku laserowego, pozwala na zastosowanie nacisku głowicy drukującej na stos dwóch lub więcej formularzy w celu drukowania wieloczęściowych dokumentów, takich jak faktury sprzedaży i pokwitowania kart kredytowych, przy użyciu ciągłej papeterii z bezkalkowym papierem kopiowym. Ma ona również zalety związane z bezpieczeństwem, ponieważ atrament wprowadzony siłą do matrycy papierowej jest trudniejszy do niewidocznego wymazania. Drukarki igłowe były zastępowane nawet jako drukarki paragonów po koniec XX wieku.

Drukarki linioweEdit

Drukarki liniowe drukują jednorazowo całą linię tekstu. Istnieją cztery podstawowe konstrukcje.

Bęben drukujący z drukarki bębnowej

• Drukarki bębnowe, w których poziomo zamontowany obracający się bęben przenosi cały zestaw znaków drukarki powtarzany w każdej pozycji znaku drukowalnego. Przykładem drukarki bębnowej jest drukarka IBM 1132. Drukarki bębnowe są również spotykane w sumatorach i innych drukarkach numerycznych (POS), wymiary są kompaktowe, ponieważ tylko kilkanaście znaków musi być obsługiwanych.

Drukarka wierszowa IBM 1403

• Drukarki łańcuchowe lub kolejowe, w których zestaw znaków jest rozmieszczony wielokrotnie wokół połączonego łańcucha lub zestawu ślimaków znaków na torze przesuwającym się poziomo obok linii druku. Drukarka IBM 1403 jest prawdopodobnie najbardziej popularna i występuje zarówno w odmianach łańcuchowych, jak i pociągowych. Drukarka taśmowa jest późniejszym wariantem, w którym znaki są wytłaczane na elastycznej stalowej taśmie. Drukarka LP27 firmy Digital Equipment Corporation jest drukarką paskową.
• Drukarki paskowe, gdzie zestaw znaków jest przymocowany do stałego paska, który porusza się poziomo wzdłuż linii druku, takie jak IBM 1443.
• Czwarty projekt, stosowany głównie w bardzo wczesnych drukarkach, takich jak IBM 402, posiada niezależne paski typu, po jednym dla każdej pozycji drukowania. Każdy pasek zawiera zestaw znaków, które mają być drukowane. Paski przesuwają się pionowo, aby umieścić znak, który ma być wydrukowany, przed młotkiem drukującym.

W każdym przypadku, aby wydrukować linię, precyzyjnie ustawione w czasie młotki uderzają w tylną stronę papieru dokładnie w momencie, gdy właściwy znak, który ma być wydrukowany, przechodzi przed papierem. Papier naciska do przodu na taśmę, która następnie naciska na formę znaku i wrażenie formy znaku jest drukowane na papierze. Każdy system może mieć niewielkie problemy z synchronizacją, które mogą powodować niewielkie błędy w drukowanych znakach. W przypadku drukarek bębnowych lub typu typebar występowało to jako pionowe przesunięcie, gdzie znaki były drukowane nieco powyżej lub poniżej pozostałej części linii. W przypadku drukarek łańcuchowych lub kreskowych niewspółosiowość była pozioma, a drukowane znaki były stłoczone bliżej siebie lub dalej od siebie. Było to znacznie mniej zauważalne dla ludzkiego wzroku niż przesunięcie pionowe, gdzie znaki wydawały się odbijać w górę i w dół w linii, więc były one uważane za druk wyższej jakości.

• Drukarki grzebieniowe, zwane również drukarkami z matrycą liniową, reprezentują piątą główną konstrukcję. Drukarki te są hybrydą druku igłowego i druku liniowego. W tych drukarkach, grzebień młotków drukuje część rzędu pikseli za jednym razem, np. co ósmy piksel. Przesuwając lekko grzebień do przodu i do tyłu, cały rząd pikseli może być wydrukowany, kontynuując przykład, w zaledwie ośmiu cyklach. Następnie papier przesuwa się do przodu i drukowany jest następny rząd pikseli. Ponieważ ruch jest znacznie mniejszy niż w konwencjonalnej drukarce igłowej, drukarki te są bardzo szybkie w porównaniu z drukarkami igłowymi i są konkurencyjne pod względem szybkości w stosunku do drukarek liniowych z formowanymi znakami, a jednocześnie mogą drukować grafikę igłową. Seria liniowych drukarek matrycowych Printronix P7000 jest nadal produkowana od 2013 roku.

Drukarki liniowe są najszybsze ze wszystkich drukarek uderzeniowych i są używane do drukowania masowego w dużych centrach komputerowych. Drukarka liniowa może drukować z prędkością 1100 linii na minutę lub szybciej, często drukując strony szybciej niż wiele obecnych drukarek laserowych. Z drugiej strony, mechaniczne elementy drukarek wierszowych działają z wąskimi tolerancjami i wymagają regularnej konserwacji zapobiegawczej (PM) w celu uzyskania najwyższej jakości wydruku. Praktycznie nigdy nie są one używane z komputerami osobistymi i obecnie zostały zastąpione przez szybkie drukarki laserowe. Dziedzictwo drukarek liniowych jest kontynuowane w wielu systemach operacyjnych, które używają skrótów „lp”, „lpr” lub „LPT” w odniesieniu do drukarek.

Drukarki elektrostatyczne na ciekły atramentEdit

Drukarki elektrostatyczne na ciekły atrament wykorzystują papier z powłoką chemiczną, który jest ładowany przez głowicę drukującą zgodnie z obrazem dokumentu. Papier jest przepuszczany w pobliżu basenu z płynnym atramentem o przeciwnym ładunku. Naładowane obszary papieru przyciągają atrament i w ten sposób tworzą obraz. Proces ten został opracowany na podstawie procesu kopiowania elektrostatycznego. Odwzorowanie kolorów jest bardzo dokładne, a ponieważ nie występuje ogrzewanie, zniekształcenie skali jest mniejsze niż ±0,1%. (Wszystkie drukarki laserowe mają dokładność ±1%.)

Na całym świecie większość biur geodezyjnych używała tej drukarki, zanim kolorowe plotery atramentowe stały się popularne. Drukarki elektrostatyczne z ciekłym atramentem były przeważnie dostępne w szerokościach od 36 do 54 cali (910 do 1,370 mm), a także w druku 6-kolorowym. Były one również wykorzystywane do drukowania dużych billboardów. Został on po raz pierwszy wprowadzony przez Versatec, który został później kupiony przez Xerox. 3M również używane do tych drukarek.

PloteryEdit

Ploter bębnowy Calcomp 565

Plotery oparte na piórze były alternatywną technologią drukowania niegdyś powszechną w firmach inżynieryjnych i architektonicznych. Plotery oparte na piórze polegają na kontakcie z papierem (ale nie na uderzeniu, per se) i piórach specjalnego przeznaczenia, które są mechanicznie przesuwane po papierze w celu utworzenia tekstu i obrazów. Ponieważ pióra wytwarzają linie ciągłe, były one w stanie tworzyć rysunki techniczne o wyższej rozdzielczości niż było to możliwe w przypadku technologii dot-matrix. Niektóre plotery wykorzystywały papier podawany w rolkach, a zatem miały minimalne ograniczenie rozmiaru wydruku w jednym wymiarze. Plotery te były w stanie produkować dość duże rysunki.

Inne drukarkiEdit

Liczba innych rodzajów drukarek jest ważna ze względów historycznych lub do zastosowań specjalnych.

• Minilab cyfrowy (papier fotograficzny)
• Drukarki elektrolityczne
• Drukarki iskrowe
• Drukarki kodów kreskowych wiele technologii, w tym: druk termiczny, druk atramentowy oraz druk laserowy kodów kreskowych
• Drukarki natryskowe do billboardów / znaków
• Trawienie laserowe (pakowanie produktów) drukarki przemysłowe
• Mikrosfera (papier specjalny)

.